接地电流抑制装置和接地电流抑制方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种接地电流抑制装置，它将扼流圈１０１，１０２，１０３，…，１０８，１０９串联地与电力系统的对地电容补偿用中性点连接，同时，将可以高速通断的开关１２２，１２３，１２４…，１２９与各扼流圈并联连接，根据采样时的零相电流与零相电压的位相差检测有无接地故障发生，根据发生接地故障时的零相电流和零相电压计算最佳的对地电容的补偿量，同时，控制开关１２２，１２３，…１２９的通断，改变感抗量以使与上述补偿量符合。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从发电站向用户等的负载供电的电力系统的保护系统，特别是极适合于特高电压系系统电力线的接地故障中的中性点接地装置的消弧扼流圈和配电系统的补偿扼流圈的补偿的。在提供电力时，通常总是存在接地故障的问题。特别是，如迄今所作的那样，随着都市配电系统的地下电缆化和每个配电系统的配电线总长度的增大，或者随着将来配电用变压器的并联运转而引起总容量的增大，存在单线接地电流增大的倾向，因此，期望有对该倾向的对应措施。为了抑制接地电流，熟知的方式是在电力线中设置可变扼流圈。例如，22KV—77KV的特高电压系统的消弧扼流圈连接在主变压器的中性点与对地之间，利用感抗可以抵消占输电线发生故障时的接地电流的大部分的对地电容。使用消弧扼流圈时，以完全补偿系统的对地电容为目标作为常时补偿方式。由于补偿值是根据输电线的长度而设定的，所以，当系统结构变化时，目前采用的方法是进行手动切换而使扼流圈停止。但是，利用手动切换很麻烦，同时，不能与变化适时地对应，所以，有人提案了使抽头选择实现自动化的装置。例如，特开昭57—193936号公报所公开的预先设定与同系统结构对应的对地电容一致的抽头切换器的抽头位置，根据断路器的开闭器信息选择最佳抽头位置的方式。另外，适用于6.6KV系统的配电线的补偿扼流圈，以不完全补偿为前提作为常时补偿方式。目前，对地充电电流的最大值约为20A，基于这种考虑，在日本进行电气设备技术基准中所规定的第2种接地工程。通过设置接地保护装置以求确保安全，所以，根据确保接地时的零相电压的目的出发，增大限流电阻。这样，先有的适用于电力线例如特高压系统的电力线或配电系统的补偿扼流圈，以不完全补偿为前提作为常时补偿方式。但是，配电系统由于自动化等，系统总是在变化的，对此，补偿值不跟随该变，从而，实际上就不能使配电系统的电容补偿达到最佳状态。即，扼流圈的最佳值随配电线而异，另外，也随每天系统运转引起系统结构的变化而变化。因此，考虑接地电流补偿的最佳状态时，期望有能适时地改变扼流圈的方式。作为调整对地电容的补偿度的方法，熟知的有切换补偿用扼流圈的抽头的方式。但是，机械式的切换方式的响应速度为分钟的数量级，并且，切换频度也不能太多。因此，使用这种机械式进行的补偿扼流圈的调整，在发生接地故障时不能立刻对应地响应，需要一定的响应时间。换言之，不能跟踪接地故障进行调整。所以，与接地故障对应时，实际上和将补偿扼流圈固定的情况相同。另外，如上所述，随着都市的配电系统实现地下电缆化和每个配电系统的配电线总长度的增大或者将来配电用变压器的并联运转引起总容量的增大，存在单线接地电流增加的倾向。如果单线接地电流增加，为了使第2种接地工程进一步低电阻化，必须设置多个并联连接的接地电阻，从而，出现保持接地保护继电器的检测灵敏度的问题。本专利技术就是鉴于上述先有技术的问题而提案的，其目的旨在提高电力系统的保护系统的可靠性。另外，本专利技术的另一个目的旨在提供可以在接地故障发生后迅速地进行接地电流抑制控制的接地电流抑制装置和抑制方法。本专利技术的第3个目的旨在提供可以保持接地保护继电器的检测灵敏度的接地电流抑制装置。此外，本专利技术的第4个目的在于提供不必使第2种接地工程进一步低电阻化的接地电流抑制装置和抑制方法。上述目的，可以通过在可以改变电力系统的对地电容补偿用中性点接地扼流圈和感抗量的接地电流抑制装置中设置如下装置而达到。即，设置检测电力线的电流的电流检测器、根据由该电流检测器检测的检测值检测有无接地故障发生的接地故障检测器和当该接地故障检测器检测到已发生了接地故障时根据上述检测值改变上述感抗量的感抗量变更器。这时，对地电容也可以根据变更后的感抗量进行补偿。希望这种补偿对于预先设定的比常时进行完全补偿的值小的数值，在确定感抗量之后可以预先大致地进行补偿，作为其补偿元件可以使用例如固定扼流圈。另外，感抗量变更器包括当接地故障检测器检测到接地故障时可以迅速改变感抗量的控制装置。该控制装置设定为在改变感抗量时根据零相电流和零相电压计算位相差，然后根据该位差计算应补偿的感抗量。并且，作为接地感抗，是将多个扼流圈串联连接而构成，作为感抗量变更器，可以由与各扼流圈并联地设置的使各扼流圈通断的开关和控制该开关通断的控制装置构成。作为开关，可以使用可控硅整流器、控制极可关断可控硅整流器等半导体开关元件。另外，上述目的还可以通过在利用电力系统的对地电容补偿用中性点接地扼流圈补偿对地电容抑制接地电流的接地电流抑制方法中采用如下方法而达到。即，对于上述接地扼流圈预先设定常时固定的感抗量，大致地补偿对地电容，在发生接地故障时对大致补偿过的感抗量通过根据接地电流改变感抗量补偿对地电容，抑制接地电流。按照本专利技术的上述装置，接地故障检测器根据电流检测器检测的流过电力线的电流检测有无接地故障，并根据该检测结果，在发生接地故障之后感抗量变更器根据电流检测器检测的检测值改变感抗量。这样，感抗量变更器便可设定为更适当的感抗量。另外，通过设定感抗量补偿对地电容，可以抑制接地电流。在进行对地电容的补偿时，只要对预先设定的比常时进行完全补偿的值小的数值在确定感抗量后可以大致地进行补偿，就可以减小最大的对地充电电流。因此，当发生了接地故障时，就利用感抗量变更器改变感抗量，以补偿大致地补偿所未能补偿的部分。作为接地扼流圈，将多个扼流圈串联连接，只要对各个扼流圈连接由半导体元件构成的开关，通过控制该开关的通断便可高速度地改变感抗量。图1是本专利技术实施例的接地电流抑制装置的简略结构的电路图。图2是用于说明接地电流抑制的原理的说明图。图3是实施例的接地电流抑制装置中用于改变感抗量的主要部分的电路图。图4是实施例的抑制效果的解析图。图5是实施例的接地电流抑制装置的系统构成图。图6是图5中的控制装置的结构框图。图7是发生单线接地故障时图5的等效电路图。图8是零相电压最大控制方式的控制顺序的流程图。图9是零相电压—零相电流间同相控制方式的控制顺序的流程图。图10是零相电压—零相电流间同相控制装置的详细的控制处理顺序。下面，参照附图说明本专利技术的实施例。图1是将本专利技术的一个实施例的接地电流抑制装置设置到配电系统中的状态的简要图。图中所示的系统，是一般的配电系统。图中，配电变压器1通过断路器2与配电变电所的母线3连接，配电线5a，5b通过配电线用断路器4a，4b与母线3连接，通过这些配电线5a，5b向图中未示出的负载供电。进而，接地式仪表用变压器6也与母线3连接。图中，7是发生接地故障时的接地电阻，8a，8b是配电线5a，5b的对地电容，9a，9b为零相变流器。在这样构成的配电系统中，具有可变感抗的接地电流抑制装置(以后，也称为“接地电流补偿装置”)10与配电变压器1的次级一侧的显形接线连接。在这样的配电系统中，假设在配电线5a中发生了接地故障即单线接地故障。于是，故障电流便作为接地电流11的IF的分量，包括通过发生接地故障的线路即故障线路5a的对地电容8a流动的电流IC1、通过同一母线的健全线路即健全线路5b的对地电容8b流动的电流IC2、流过接地式仪表用变压器6的电流IRn和流过接地电流补偿装置10的电流ILn。故障线路5a的零相电流IO1的分量为IC2，IRn，ILn。图2A，2B是以在这样构成的配电系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可以改变电力系统的对地电容补偿用中性点接地扼流圈的感抗量的接地电流抑制装置，其特征在于：具有检测流过电力线的电流的电流检测器、根据由该电流检测器检测的检测值检测有无接地故障发生的接地故障检测器和当该接地故障检测器检测到发生了接地故障时根据上述检测值改变上述感抗量的感抗量变更器。

【技术特征摘要】
JP 1994-5-19 105534/941.一种可以改变电力系统的对地电容补偿用中性点接地扼流圈的感抗量的接地电流抑制装置，其特征在于具有检测流过电力线的电流的电流检测器、根据由该电流检测器检测的检测值检测有无接地故障发生的接地故障检测器和当该接地故障检测器检测到发生了接地故障时根据上述检测值改变上述感抗量的感抗量变更器。2.按权利要求1所述的接地电流抑制装置，其特征在于具有将上述接地感抗量规定为比常时完全补偿对地电容的值小的预先设定的值的装置。3.按权利要求2所述的接地电流抑制装置，其特征在于规定为上述预先设定的值的装置由固定扼流圈构成。4.按权利要求1所述的接地电流抑制装置，其特征在于上述接地故障检测器根据采样的零相电压与零相电流间的位相差检测有无发生接地故障。5.按权利要求1所述的接地电流抑制装置，其特征在于上述接地故障检测器通过将上述零相电压与零相电流间的位相差同常时的整调值进行比较来检测有无接地故障发生。6.按权利要求1所述的接地电流抑制装置，其特征在于上述感抗量变更器包括当接地故障检测器检测到接地故障时可以迅速改变感抗量的控制装置。7.按权利要求6所述的接地电流抑制装置，其特征在于上述控制装置根据零...

【专利技术属性】
技术研发人员：有田浩，木田顺三，松井义明，山极时生，杉本重幸，根尾定纪，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，中部电力株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]